《共点力平衡的应用》.ppt

,第2节：共点力平衡的应用,第四章物体的平衡,物电12级1班曾伟,平衡条件的应用:,物体静态平衡,物体在某方向上的平衡,一、物体的物体静态平衡,1.概念：物体在力的作用下处于静止的平衡状态， 称为静态平衡,2、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的 合力为零,二、物体的动态平衡,1.概念：物体在力的作用下处于匀速直线运动的平衡状态，我们称之称为动态态平衡,2、受力特点：处于动态平衡的物体所受共点力的 合力为零,解法一：用合成法 N=Ftan=mgtan T=F/cos=mg/cos .,解法二：分解法 NF1mgtan TF2mg/cos .,例题1：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(下图所示)，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力,解法三：用相似三角形求解,解法四：用正交分解法求解 Fx合=N-Tsin=0 Fy合TcosG0 由式解得： TG/cos mg/cos ， 代入得NTsinmgtan ,例题2：如图所示挡板AB和竖直墙之间夹有小球，球的质量为m，则挡板与竖直墙壁之间的夹角缓慢增加至=90时，AB板及墙对球压力如何变化？ 解法一：解析法，利用力的合成 由于挡板缓慢放下，故小球总处于平衡状态， 其受力如右图所示，由图知：N1=mgcot，N2mg/sin ， 当增大时cot减小，sin增大，故N1减小，N2也减小，当90时，N10，N2mg 解法二：极限法 小球受力如上图所示，N1和N2均不为零，当挡板放在 水平位置，即90时，N10，故知N1在挡板 缓慢放下时应减小由解法一知初始时N2大于mg， 当挡板平放时，小球平衡，N2mg，故在整个过程中N2一直减小最后等于0，N1一直减小最后等于mg.,解法三：图解法 当挡板与竖直墙壁之间的夹角缓慢增加时物体可以看做处于一系 列的动态平衡状态由平衡条件知，两个弹力的合力N大小方向都不变， 与向下的重力等大反向据此可知作出几组平行四边形，反映出N1、N2的变化情况 如图所示 当逐渐增大时，N2与竖直方向的夹角逐渐减小 N2N2N2； 当90时，N2NGmg 所以N2逐渐减小，N1逐渐减小,小结： 解这种题型首先对动态平衡的物体受力分析，确定三个力的特点；找出不变力，则另两个变力的合力就与该不变力构成一对平衡力，用力的合成分解法、图解法或力的矢量三角形与结构三角形相似法解决。,求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤： 1)确定研究对象(物体或结点)； 2)对研究对象进行受力分析，并画受力图； 3)分析判断研究对象是否处于平衡状态； 4)根据物体的受力和己知条件，运用共点力平衡条 件，选用适当方法计算求解。,三、物体受力分析的方法,隔离法：,把某物体从众多的物体中隔离出来，作为研究对象。分析时，只分析周围物体对它的作用力，而不分析它对周围物体的作用力。,整体法：,把几个运动状态一样的物体看作一个物体去作研究对象。方法同隔离法一样。,受力分析的步骤,1、先画已知力；,2、再画重力、电场力、磁场力；,3、找接触面，画接触力（弹力、摩擦力）；,4、若物体运动状态一致，可把物体视为一个质点，把作用点集中到质点上；,5、检查有无漏力、错力。,受力分析的注意事项,1、物体所受的力都有其施力物体，否则该力不存在；,2、受力分析时，只考虑根据性质命名的力；,3、对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动和相对运动趋势；,4、受力分析时，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；,5、根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。,练习题,n个共点力作用在一个质点上，使质点处于平衡状态。当其中的F1逐渐减小时，物体所受的合力 A逐渐增大，与F1同向 B逐渐增大，与F1反向 C逐渐减小，与F1同向 D逐渐减小，与F1反向,如图所示，细绳与所能承受的最大拉力相同，长度，则在不断加重重物的过程中 （绳不会断） . 绳先被拉断 . 绳先被拉断 . 绳和绳同时被拉断 . 因无具体数据，故无法 判断哪条绳先被